一种煤液化残渣制乳化沥青及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及煤液化残渣生产利用制乳化沥青领域，公开了一种煤液化残渣制乳化沥青及其制备方法和应用。其中制备方法包括：(1)将0.1～5重量份的高分子乳化剂、0.1～5重量份的低分子乳化剂、0.01～3重量份的增稠剂与15～59.78重量份水相混合，配成第一溶液；(2)在温度为40℃～90℃下，将0.01～2重量份的pH调节剂与所述第一溶液相接触，得到阴离子型乳化剂溶液，所述阴离子型乳化剂溶液的pH值为8～14；(3)将40～70重量份的改性煤液化残渣加热至110～180℃，然后在乳化设备中与所述阴离子型乳化剂溶液进行混合分散，得到煤液化残渣制乳化沥青。本发明专利技术可以实现煤液化残渣利用生产道路行业用乳化沥青，且方法简单，易于工业放大生产。

A kind of emulsified asphalt made from coal liquefaction residue and its preparation and Application

The invention relates to the field of emulsified bitumen in the production and utilization of coal liquefaction residue, and discloses a coal liquefaction residue emulsified asphalt and its preparation method and application. Its preparation method includes the following steps: (1) 0.1 to 5 parts by weight of polymer emulsifier, 0.1 to 5 weight portions of low molecular emulsifier, 0.01 to 3 parts by weight of a thickening agent and 15 to 59.78 parts by weight of the aqueous mixture into the first solution; (2) at the temperature of 40 DEG to 90 DEG C that will be 0.01 ~ pH regulator 2 weight portions and the first contact solution, get the solution of anionic emulsifier, anionic emulsifier solution pH value of 8~14; (3) the coal liquefaction residue is heated to 110~180 DEG C to 40~70 weight portions, then emulsifying equipment with the anion emulsifier solution mixed by dispersion, coal liquefaction residue emulsified asphalt. The coal liquefaction residue can be used to make use of emulsified bitumen in the production of road industry, and the method is simple and easy to be produced by industrial enlargement.

【技术实现步骤摘要】
一种煤液化残渣制乳化沥青及其制备方法和应用
本专利技术涉及煤液化残渣生产利用制乳化沥青领域，具体地，涉及一种煤液化残渣制乳化沥青及其制备方法和应用。
技术介绍
煤液化技术是将煤生产为石油替代品的有效技术，是实现煤炭资源高效清洁利用的有效途径之一，对解决我国石油资源短缺、平衡能源结构、保障能源安全及国民经济持续稳定发展具有重大的战略意义。煤液化残渣是煤通过直接液化工艺，在高温高压条件下，在催化剂作用下，通过加氢反应得到的除了液体产品外的固体残渣，约占原料煤总质量的20-30％。煤液化残渣主要是由煤中未转化的有机质、无机矿物质和外加的催化剂构成。目前对煤液化残渣的处理方式，主要将其作为固体燃料直接燃烧，既造成资源的浪费，又污染环境。因此，合理高效地利用液化残渣，将对煤液化工艺的资源利用率和经济性均有着深远的影响。我国高速公路的发展已近20年的历史，到2013年底，我国高速公路通车总里程达到10.4万公里，里程增加速度远远超过了人们的预期。今后几年，我国公路基础建设增速将放缓。但是沥青路面由于气候变化、交通荷载以及施工质量等原因，造成通车后的沥青路出现如坑槽、车辙、龟裂等病害，不但会缩短道路的使用寿命，同时严重影响车辆的通行质量。对此，做好沥青的养护工作，采用先进的工艺和沥青材料对路面进行养护，可以为路面使用寿命的延长和服务能力的改善提供保障。我国公路基础建设增速放缓以后，已修路面将逐渐进入养护阶段，既包括新修路面的预防性养护，还包括旧路面逐渐老化后的修补性养护。因此，市场对养护沥青材料的需求将越来越大，养护沥青市场将出现快速增长的势头。在众多养护沥青产品中，乳化沥青日益受到人们的青睐。这种沥青既能常温施工，又可节约稀释溶剂油，已经得到越来越多的重视和应用。乳化沥青的使用过程中的优点有：(1)可常温施工、节约能源。黏稠沥青通常要加热至120～150℃施工，而乳化沥青可以常温施工，现场无需加热。(2)乳化沥青粘度低，施工便利。(3)环保性好。由于乳化沥青可以常温施工，不需要加热，避免了对环境造成的危害，同时也避免了沥青烟对操作人员的毒害。目前乳化石油沥青几乎垄断了整个乳化沥青市场，其技术及市场应用均已成熟，并已申请很多专利及文献，而乳化煤焦油沥青由于其挥发物含有大量的强致癌物，对人体和环境危害极大，目前已被大多数国家禁止使用。这两类专利有：CN104592768A公开了一种阴离子乳化沥青，包含沥青55-70％，阴离子表面活性剂1-5％，助剂0-1％，和余量的水，阴离子表面活性乳化沥青软化点为50～130℃。还公开的制备方法包括：将沥青加热至130-200℃，将助剂用水稀释得到稀释的助剂，将阴离子表面活性剂和稀释后的助剂溶于50-90℃的水中，配制成皂液，并调pH为9-13之间，将皂液通入高速剪切的混合设备，循环并加热皂液至90℃至其沸点之间，持续通入皂液，将沥青由进口通入混合设备，通过高速剪切得到沥青分散在水中形成的乳化沥青体，从出口排入产品罐，保持混合设备和产品罐压力高于乳液的饱和蒸汽压，持续通入沥青与皂液，得到的乳化沥青从出口排出，冷却产品罐内乳化沥青体系至90℃下，降低产品罐压力至常压，冷却乳液至室温，的奥乳化沥青成品。该工艺是一种高压乳化生产工艺，复杂且对设备要求高且需要多次加热和冷却，操作繁琐。CN102286205A公开一种水泥乳化沥青，包括沥青55-65％，阴离子表面活性剂0.5-5％，助剂0.02-4％，和余量的水；进一步还包含0,。04-3.5％的非离子表面活性剂。制备方法包括：将沥青加热至120-180℃；将助剂用水稀释为稀释后的助剂；将阴离子表面活性剂和稀释后的助剂，或阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和稀释后的助剂溶于40-80℃水配制成皂液，并调pH为10-13；将沥青与皂液进行混合后经乳化得到乳化沥青。用于生产水泥乳化沥青砂浆。该专利是采用阴离子和非离子表面活性剂，采用高牌号石油沥青为原料，并不适合应用在道路养护领域，存在与石料粘结性差等问题。CN103819916A公开了一种乳化煤沥青，包含500g煤沥青、500g水、3g石油沥青乳化剂和1g膨润土。制备方法包括：在石油沥青乳化剂中加入膨润土，与水混合以后得到乳化液，利用煤沥青和乳化液制备乳化煤沥青。所述煤沥青是煤在隔绝空气加强热时干馏制得煤焦油，再经过蒸馏，去除液体馏分以后的残余物，也称为煤焦油沥青。煤沥青是煤焦油的主要成分，含量约为50％～60％。但是煤焦油沥青挥发物含有大量的强致癌物，对人体和环境危害极大，目前已被大多数国家禁止使用。此外该方法忽略了不同电荷类型的石油沥青乳化剂与膨润土之间存在配伍性差、降低乳化剂活性等问题，直接导致乳化沥青乳化效果不好或离析破乳现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了实现将煤液化残渣利用制成乳化沥青，提供了一种煤液化残渣制乳化沥青及其制备方法和应用。解决了煤液化残渣用于制备乳化沥青时，乳化效果不好、离析沉降、易破乳的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种煤液化残渣制乳化沥青的制备方法，该方法包括：(1)将0.1～5重量份的高分子乳化剂、0.1～5重量份的低分子乳化剂、0.01～3重量份的增稠剂与15～59.78重量份水相混合，配成第一溶液；(2)在温度为40℃～90℃下，将0.01～2重量份的pH调节剂与所述第一溶液相接触，得到阴离子型乳化剂溶液，所述阴离子型乳化剂溶液的pH值为8～14；(3)将40～70重量份的改性煤液化残渣加热至110～180℃，然后在乳化设备中与所述阴离子型乳化剂溶液进行混合分散，得到煤液化残渣制乳化沥青本专利技术还提供了一种由本专利技术的方法制得的煤液化残渣制乳化沥青。本专利技术还提供了一种本专利技术的煤液化残渣制乳化沥青作为道路沥青的应用。通过上述技术方案，本专利技术可以实现将煤液化残渣制备成为乳化沥青，而得以作为道路施工与养护新材料，解决了煤液化残渣的大规模高效利用，实现了“变废为宝”。本专利技术的方法制得的乳化沥青的性质可以满足道路行业乳化沥青的标准要求，与石料的粘结力更强，可以部分或全部代替乳化石油沥青，可以有效提高路面的抗车辙变形能力。本专利技术提供的制备方法中添加的乳化剂复配体系，乳化工艺简单，易于工业放大生产，解决了煤液化残渣乳化效果不好、离析沉降、易破乳的问题。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供了一种煤液化残渣制乳化沥青的制备方法，该方法包括：(1)将0.1～5重量份的高分子乳化剂、0.1～5重量份的低分子乳化剂、0.01～3重量份的增稠剂与15～59.78重量份水相混合，配成第一溶液；(2)在温度为40℃～90℃下，将0.01～2重量份的pH调节剂与所述第一溶液相接触，得到阴离子型乳化剂溶液，所述阴离子型乳化剂溶液的pH值为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤液化残渣制乳化沥青的制备方法，该方法包括：(1)将0.1～5重量份的高分子乳化剂、0.1～5重量份的低分子乳化剂、0.01～3重量份的增稠剂与15～59.78重量份水相混合，配成第一溶液；(2)在温度为40℃～90℃下，将0.01～2重量份的pH调节剂与所述第一溶液相接触，得到阴离子型乳化剂溶液，所述阴离子型乳化剂溶液的pH值为8～14；(3)将40～70重量份的改性煤液化残渣加热至110～180℃，然后在乳化设备中与所述阴离子型乳化剂溶液进行混合分散，得到煤液化残渣制乳化沥青。

【技术特征摘要】
1.一种煤液化残渣制乳化沥青的制备方法，该方法包括：(1)将0.1～5重量份的高分子乳化剂、0.1～5重量份的低分子乳化剂、0.01～3重量份的增稠剂与15～59.78重量份水相混合，配成第一溶液；(2)在温度为40℃～90℃下，将0.01～2重量份的pH调节剂与所述第一溶液相接触，得到阴离子型乳化剂溶液，所述阴离子型乳化剂溶液的pH值为8～14；(3)将40～70重量份的改性煤液化残渣加热至110～180℃，然后在乳化设备中与所述阴离子型乳化剂溶液进行混合分散，得到煤液化残渣制乳化沥青。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述改性煤液化残渣为50～65重量份，所述高分子乳化剂为0.5～3重量份，所述低分子乳化剂为0.3～2重量份、所述增稠剂为0.05～1.5重量份、所述pH调节剂为0.02～1重量份和水为27.5～49.13重量份。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述高分子乳化剂为羧酸型高分子乳化剂、硫酸酯型高分子乳化剂和磺酸型高分子乳化剂中的至少一种；优选所述高分子乳化剂的数均分子量为3000～500000，更优选为5000～100000。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述低分子乳化剂选自烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、烷基聚氧乙烯醚羧酸钠、松香酸钠、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、油酰甲基牛磺酸钠、亚甲基二萘磺酸二钠、硬脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈闯，张胜振，宫晓颐，盛英，魏建明，卓锦德，赖世燿，梁文斌，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11